JP2001026834A - Impact absorbing member - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
を用いた衝撃吸収部材に関し、更に詳しくは、バンパー
フレームやドアインパクトビーム等として使用される自
動車用衝撃吸収部材に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shock absorbing member using an aluminum alloy, and more particularly to a shock absorbing member for an automobile used as a bumper frame, a door impact beam, or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、自動車部材には、搭乗者保護の立
場から、衝突時のエネルギーをより多く吸収できること
が要求されている。自動車用の衝撃吸収部材としては、
サイドメンバーやドアインパクトビーム等が知られてい
る。こうした部材には、十分に衝撃を吸収できるよう
に、例えば、長手方向から衝撃が加わるサイドメンバー
等の場合には、アコーデオン型に変形することによって
衝撃を吸収する性質(以下「圧潰性」という。)に優れ
ていることが要求され、また、長手方向に直交する方向
から衝撃が加わるドアインパクトビーム等の場合には、
局部的な座屈変形を起こさない性質(以下「耐座屈性」
という。)に優れていることが要求される。2. Description of the Related Art At present, automobile members are required to be able to absorb more energy at the time of collision in order to protect occupants. As shock absorbing members for automobiles,
Side members and door impact beams are known. In order to sufficiently absorb the impact, for example, in the case of a side member or the like to which an impact is applied in the longitudinal direction, the member is deformed into an accordion type to absorb the impact (hereinafter referred to as “crushability”). ) Is required, and in the case of a door impact beam or the like in which an impact is applied from a direction perpendicular to the longitudinal direction,
Properties that do not cause local buckling deformation (hereinafter referred to as "buckling resistance")
That. ) Is required.
【0003】さらに、衝撃吸収部材は、自動車の内部に
設けられることから、近年の軽量化の要求とも相まっ
て、できるだけ小さい断面で最大の効果を発揮すること
が要求されている。特に、ドアインパクトビームは、ド
アの内部に設けられて自動車の側面からの衝撃から搭乗
者を保護するためのものであり、小さい断面であって
も、耐座屈性に優れて衝撃エネルギーを十分に吸収でき
ることが好ましい。[0003] Furthermore, since the shock absorbing member is provided inside the automobile, it is required to exhibit the maximum effect with a cross section as small as possible, in conjunction with the recent demand for weight reduction. In particular, the door impact beam is provided inside the door to protect the occupants from the impact from the side of the car, and has excellent buckling resistance and sufficient impact energy even in a small cross section. Preferably, it can be absorbed.
【0004】従来、衝撃吸収用の自動車部材は、例えば
特開平6−142754号公報、特開平7−16488
0号公報、特開平8−91148号公報、特開平8−9
9591号公報、特開平11−48779号公報に開示
されるように、バンパー、サイドフレーム、ドアインパ
クトビーム等のような長手方向に直交する方向から衝撃
が加わる部材に関して、その断面形状を工夫することに
よる耐座屈性の向上が図られている。Conventionally, automobile members for shock absorption are disclosed in, for example, JP-A-6-142754 and JP-A-7-16488.
0, JP-A-8-91148, JP-A-8-9
As disclosed in JP-A-9591 and JP-A-11-48779, devising the cross-sectional shape of a member such as a bumper, a side frame, a door impact beam, etc. to which an impact is applied from a direction orthogonal to the longitudinal direction. To improve buckling resistance.
【0005】また、部材の材料特性に着目した技術とし
て、特開平7−164880号公報、特開平5−247
575号公報に開示されているように、負荷面の表面粗
さや再結晶層の厚さを特定することによって耐座屈性や
耐破壊性の向上が図られている。[0005] Further, as a technique focusing on the material properties of the members, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-164880 and 5-247.
As disclosed in Japanese Patent No. 575, the buckling resistance and the breakage resistance are improved by specifying the surface roughness of the load surface and the thickness of the recrystallized layer.
【0006】さらに、特開平11−106879号公報
は、6000系のアルミニウム合金からなる部材に関
し、溶体化焼入れ後に人工時効処理して得られる耐力の
最高値をσmaxとした場合に、あえて過時効とすること
により耐力σ0.2=(0.9〜0.5)×σmaxの関係を
有する部材が、軸圧縮方向のエネルギー吸収量を過度に
損なうことなく圧潰割れを抑制することができることを
開示している。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-106879 relates to a member made of a 6000 series aluminum alloy, in which, when the maximum value of the yield strength obtained by artificial aging after solution quenching is σ max , overaging is dared. Discloses that a member having the relationship of proof stress σ 0.2 = (0.9 to 0.5) × σ max can suppress crush cracking without excessively impairing the energy absorption in the axial compression direction. are doing.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】衝撃吸収部材、特に押
出材の押出方向に直交する方向から衝撃が加わる部材に
アルミニウム合金を用いる場合には、鉄製の衝撃吸収部
材と対抗するため、高強度の6000系または7000
系のアルミニウム合金を矩形断面に押出成形したものが
主に使用されている。これらのうち、6000系合金を
用いた押出材は、7000系合金を用いた押出材に比べ
て素材強度が小さくて軟らかいので、座屈が比較的発生
しにくいという特徴がある。When an aluminum alloy is used as a shock absorbing member, particularly a member to which a shock is applied from a direction perpendicular to the extrusion direction of the extruded material, a high strength steel is used because it is opposed to an iron shock absorbing member. 6000 series or 7000
Extruded aluminum alloys having a rectangular cross section are mainly used. Among them, the extruded material using the 6000 series alloy has a characteristic that the material strength is small and soft as compared with the extruded material using the 7000 series alloy, so that buckling is relatively hard to occur.
【0008】しかしながら、7000系合金を用いた押
出材は、矩形断面に押出成形したものであっても、素材
強度が大きいことに起因した座屈が起こりやすく、十分
な耐座屈性が得られないという問題があった。However, even if the extruded material using the 7000 series alloy is extruded into a rectangular cross section, buckling due to the high material strength is likely to occur, and sufficient buckling resistance is obtained. There was no problem.
【0009】本発明は、こうした問題を解決し、700
0系のアルミニウム合金を用いた場合であっても、耐座
屈性に優れて、衝突時のエネルギーを十分に吸収するこ
とができる衝撃吸収部材を提供する。[0009] The present invention solves these problems and provides a 700
Provided is a shock absorbing member which is excellent in buckling resistance and can sufficiently absorb energy at the time of collision even when a zero-type aluminum alloy is used.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の衝撃吸
収部材は、アルミニウム合金の押出材を用いた衝撃吸収
部材であって、前記押出材は、プレス焼入れまたは溶体
化焼入れ後に、最高強度に至る手前の状態に時効処理さ
れてなるものであり、引張強さσbと耐力σ0.2との関係
が0.6σb≦σ0.2≦0.8σbであることに特徴を有
する。The impact absorbing member according to claim 1 is an impact absorbing member using an extruded material of an aluminum alloy, wherein the extruded material has the highest strength after press hardening or solution hardening. And is characterized by the fact that the relationship between tensile strength σ b and proof stress σ 0.2 satisfies 0.6 σ b ≦ σ 0.2 ≦ 0.8σ b .
【0011】この発明によれば、押出材が、プレス焼入
れまたは溶体化焼入れ後に、最高強度に至る手前の状態
に時効処理されと、押出材は、その耐力σ0.2が引張り
強さσbに比べて十分低い状態で得られる。こうして処
理された押出材の引張強さσbと耐力σ0.2とが、0.6
σb≦σ0.2≦0.8σbの関係を有するとき、衝撃時に
加わるエネルギー吸収量をあまり低下させることなく耐
座屈性を向上させることができるので、優れた衝撃吸収
部材とすることができる。According to the present invention, when the extruded material is subjected to aging treatment before press hardening or solution quenching to a state before reaching the maximum strength, the extruded material has a proof stress σ 0.2 which is smaller than a tensile strength σ b . At a sufficiently low level. The tensile strength σ b and proof stress σ 0.2 of the extruded material thus treated are 0.6
When the relationship σ b ≦ σ 0.2 ≦ 0.8σ b is satisfied, the buckling resistance can be improved without significantly reducing the amount of energy applied at the time of impact, so that an excellent impact absorbing member can be obtained. .
【0012】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の衝撃吸部材において、前記押出材が、400MPa以
上の引張強さσbを有するAl−Zn−Mg系合金押出
材であることに特徴を有する。According to a second aspect of the present invention, in the shock absorbing member of the first aspect, the extruded material is an Al-Zn-Mg based alloy extruded material having a tensile strength σ b of 400 MPa or more. It has features.
【0013】この発明によれば、押出材が、400MP
a以上の引張強さσbを有するAl−Zn−Mg系合金
押出材であるので、耐座屈性を有しつつ、大きな衝撃エ
ネルギーに対しても十分なエネルギー吸収量を確保する
ことができる。そして、従来、素材強度に起因して座屈
しやすかったAl−Zn−Mg系合金押出材を、プレス
焼入れまたは溶体化焼入れ後に、最高強度に至る手前の
状態になるように時効処理することによって、その耐力
σ0.2が引張り強さσbに比べて十分低い状態で得ること
ができるので、耐座屈性の向上を達成することができ
る。According to the present invention, the extruded material is 400MP
Since it is an Al-Zn-Mg based alloy extruded material having a tensile strength σ b of not less than a, it is possible to secure sufficient energy absorption even for a large impact energy while having buckling resistance. . And, conventionally, the Al-Zn-Mg-based alloy extruded material that was easily buckled due to the material strength, after press hardening or solution quenching, by aging treatment to a state before reaching the maximum strength, Since the proof stress σ 0.2 can be obtained in a state sufficiently lower than the tensile strength σ b , buckling resistance can be improved.
【0014】請求項3に記載の発明は、請求項1または
請求項2に記載の衝撃吸収部材において、前記押出材の
押出方向に直交する方向からの衝撃に対して用いられる
ことに特徴を有する。According to a third aspect of the present invention, in the shock absorbing member according to the first or second aspect, the shock absorbing member is used for an impact from a direction perpendicular to the extrusion direction of the extruded material. .
【0015】この発明によれば、押出材の押出方向に直
交する方向からの衝撃に対し、座屈や破壊の起こらない
衝撃吸収部材として使用できる。According to the present invention, it can be used as an impact absorbing member which does not buckle or break against an impact from a direction perpendicular to the extrusion direction of the extruded material.
【0016】請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請
求項3の何れかに記載の衝撃吸収部材において、自動車
用衝撃吸収部材に用いられることに特徴を有する。According to a fourth aspect of the present invention, in the impact absorbing member according to any one of the first to third aspects, the invention is characterized in that the impact absorbing member is used as an automobile impact absorbing member.
【0017】この発明によれば、耐座屈性に優れた衝撃
吸収部材を自動車用として用いるので、搭乗者の安全性
を向上させることができると共に、部材の軽量化を達成
することができる。According to the present invention, since the shock absorbing member having excellent buckling resistance is used for an automobile, the safety of the occupant can be improved and the weight of the member can be reduced.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
【0019】本発明の衝撃吸収部材は、アルミニウム合
金の押出材を用いたものであり、その押出材を、プレス
焼入れまたは溶体化焼入れ後に、最高強度に至る手前の
状態に時効処理したものである。そして、その押出材の
引張強さσbと耐力σ0.2とは、0.6σb≦σ0.2≦0.
8σbの関係を有するものである。このような本発明の
衝撃吸収部材は、押出材の押出方向に直交する方向から
の衝撃に対して用いられることが好ましい。The shock absorbing member of the present invention uses an extruded material of an aluminum alloy, and the extruded material is subjected to aging treatment before press hardening or solution hardening to a state before reaching the maximum strength. . And the tensile strength σ b and proof stress σ 0.2 of the extruded material are 0.6 σ b ≦ σ 0.2 ≦ 0.
It has a relationship of 8σ b . Such an impact absorbing member of the present invention is preferably used for impact from a direction perpendicular to the extrusion direction of the extruded material.
【0020】押出材は、主に、熱処理型アルミニウム合
金を押出成形して得られるものであり、特に7000系
合金であるAl−Zn−Mg系合金を押出成形して得た
ものが好ましい。なお、6000系合金であるAl−M
g−Si系合金は、一般的に7000系合金より素材強
度が小さくて軟らかいので、座屈が起こりにくく衝撃吸
収性もよい。しかし、SiやMg等の成分組成を上限に
近い程度に含有する6000系合金には、座屈が起こり
やすいものもある。そうした6000系合金において
は、7000系合金と同様に押出材に成形して本発明を
適用することが可能である。The extruded material is obtained mainly by extruding a heat-treated aluminum alloy, and particularly preferably obtained by extruding an Al-Zn-Mg alloy which is a 7000 series alloy. In addition, 6000 series alloy Al-M
Since a g-Si alloy generally has lower material strength and is softer than a 7000 alloy, it does not easily buckle and has good shock absorption. However, some 6000 series alloys containing Si, Mg, and the like in a composition close to the upper limit are susceptible to buckling. In the case of such a 6000 series alloy, the present invention can be applied by molding into an extruded material similarly to the 7000 series alloy.
【0021】押出材は、衝撃吸収部材に用いられること
を考慮して、通常、中空部を一以上有する矩形断面形状
に押出成形される。図1は、その矩形断面形状を有する
衝撃吸収部材の一例を示す斜視図である。The extruded material is usually extruded into a rectangular cross section having at least one hollow portion in consideration of being used for a shock absorbing member. FIG. 1 is a perspective view showing an example of a shock absorbing member having the rectangular cross-sectional shape.
【0022】押出材には、亜時効処理が施される。ここ
でいう亜時効処理とは、押出材をプレス焼入れまたは溶
体化焼入れした後に、最高強度に至る手前の状態になる
ように時効処理したものである。すなわち、耐力σ0.2
が引張り強さσbに比べて十分低い状態の押出材を得る
ための時効処理である。従って、通常のT6処理の時効
条件よりも、低温または短時間で時効処理することによ
って得られる。こうした亜時効の語は、過時効と相対す
る意味でここでは用いている。The extruded material is subjected to a sub-aging treatment. Here, the sub-aging treatment is a treatment in which the extruded material is press-quenched or solution-quenched and then subjected to aging treatment so that the extruded material is in a state before reaching the maximum strength. That is, proof stress σ 0.2
Is an aging treatment for obtaining an extruded material in a state sufficiently lower than the tensile strength σ b . Therefore, it can be obtained by aging at a lower temperature or for a shorter time than the aging condition of the normal T6 treatment. The term subaging is used here in a sense that is relative to overaging.
【0023】本発明においては、亜時効処理によって得
られた押出材の引張強さσbと耐力σ0.2とが、0.6σ
b≦σ0.2≦0.8σbの関係を有することが好ましい。
こうした関係を有する押出材は、実施例で後述するよう
に、エネルギー吸収量をあまり低下させることなく、比
較的小さい耐力σ0.2から塑性変形が起こり始めるの
で、局部的な座屈の発生を抑制することができる。この
ような関係を得るための亜時効処理は、引張り強さも耐
力と同様に低下する過時効処理に比べて、引張り強さは
十分に増大する点で好ましい。In the present invention, the extruded material obtained by the sub-aging treatment has a tensile strength σ b and a proof stress σ 0.2 of 0.6 σ.
It is preferable to have a relationship of b ≦ σ 0.2 ≦ 0.8σ b .
The extruded material having such a relationship, as described later in the examples, does not significantly reduce the energy absorption amount, and since plastic deformation starts to occur from a relatively small proof stress σ 0.2 , the occurrence of local buckling is suppressed. be able to. The sub-aging treatment for obtaining such a relationship is preferable in that the tensile strength is sufficiently increased as compared with the over-aging treatment in which the tensile strength is reduced similarly to the proof stress.
【0024】耐力σ0.2が0.8σbを超える場合は、引
張強さσbと、曲げに対する降伏荷重である耐力σ0.2と
の差が小さく、押出材の変形が引張強さσbに近い大き
な値で起こるので、押出材は、十分に変形する前に局部
的な座屈を起こしやすい。一方、耐力σ0.2が0.6σb
未満では、耐力σ0.2が小さく、押出材の変形が起こり
やすいので、エネルギー吸収量が小さくなるという欠点
がある。When the proof stress σ 0.2 exceeds 0.8σ b , the difference between the tensile strength σ b and the proof stress σ 0.2 which is the yield load against bending is small, and the deformation of the extruded material is close to the tensile strength σ b Since occurring at large values, the extrudate is prone to local buckling before deforming sufficiently. On the other hand, proof stress σ 0.2 is 0.6σ b
If it is less than 0.2 , the proof stress σ 0.2 is small, and the extruded material is likely to be deformed.
【0025】このとき、押出材の材料として、引張強さ
σb の大きいAl−Zn−Mg系合金を用いた場合に
は、十分なエネルギー吸収量を確保することができる。
特に、400MPa以上の引張強さσbを有するAl−
Zn−Mg系合金押出材においては、上述の亜時効処理
によって、その耐力σ0.2が引張り強さσbに比べて十分
低い状態の押出材とすることができるので、耐座屈性の
向上を達成することができる。さらに、400MPa以
上の高い引張強さσbを有するので、大きな衝撃エネル
ギーに対しても、十分なエネルギー吸収量を確保するこ
とができる。エネルギー吸収量においては、450MP
a以上の引張強さσbを有することがより一層好まし
い。At this time, when an Al—Zn—Mg-based alloy having a large tensile strength σ b is used as a material for the extruded material, a sufficient energy absorption amount can be secured.
In particular, Al- having a tensile strength σ b of 400 MPa or more
In the Zn-Mg based alloy extruded material, by the above-mentioned sub-aging treatment, the extruded material whose proof stress σ 0.2 is sufficiently lower than the tensile strength σ b can be obtained, so that the buckling resistance is improved. Can be achieved. Furthermore, since it has a high tensile strength σ b of 400 MPa or more, it is possible to secure a sufficient amount of energy absorption even for a large impact energy. 450MP in energy absorption
It is even more preferred to have a tensile strength σ b of at least a.
【0026】押出材の上述の関係および特性は、亜時効
の条件を適宜選定することによって調整することができ
る。亜時効の条件は、アルミニウム合金中の成分組成等
によって異なり、一義的には設定できないが、それぞれ
の時効特性に応じて設定される。引張強さσbと耐力σ
0.2との関係は、0.6σb≦σ0.2≦0.7σbであるこ
とが、耐座屈性においてより好ましい。The above relationship and properties of the extruded material can be adjusted by appropriately selecting the conditions for sub-aging. The conditions of sub-aging differ depending on the composition of components in the aluminum alloy and the like, and cannot be set uniquely, but are set according to the respective aging characteristics. Tensile strength σ b and proof stress σ
The relationship with 0.2 is more preferably 0.6σ b ≦ σ 0.2 ≦ 0.7σ b in terms of buckling resistance.
【0027】以上説明したように、亜時効を施すことに
よって、強度が大きく耐座屈性に優れる衝撃吸収部材を
得ることができる。そのため、予め小さい断面積の押出
形材に押出成形したものであっても十分な衝撃吸収性を
有するので、ドアインパクトビームのような自動車用の
衝撃吸収部材として好ましく用いることができる。As described above, by performing sub-aging, it is possible to obtain a shock absorbing member having high strength and excellent buckling resistance. Therefore, even if it is extruded into an extruded shape member having a small cross-sectional area in advance, it has a sufficient shock absorbing property, so that it can be preferably used as a shock absorbing member for an automobile such as a door impact beam.
【0028】[0028]
【実施例】以下、実施例および比較例によって、本発明
をさらに詳細に説明する。The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples and Comparative Examples.
【0029】アルミニウム合金として、表1に示す試料
番号1〜3の成分組成からなる三種類の7000系合金
を使用し、図2に示すような三種類の断面形状からなる
押出材を作製して試験試料として用いた。このとき、図
2(a)は、中空円筒断面からなる比較材の断面形状を
示し、その断面積は183mm2である。また、図2
(b)(c)は、一または二の中空部を有する矩形断面
からなる実施材の断面形状を示し、何れもその断面積は
341mm2である。As an aluminum alloy, three kinds of 7000 series alloys having the component compositions of sample numbers 1 to 3 shown in Table 1 were used, and extruded materials having three kinds of cross-sectional shapes as shown in FIG. 2 were prepared. Used as test sample. At this time, FIG. 2A shows a cross-sectional shape of a comparative material having a hollow cylindrical cross section, and its cross-sectional area is 183 mm 2 . FIG.
(B) and (c) show the cross-sectional shapes of the working material having a rectangular cross section having one or two hollow portions, and each has a cross-sectional area of 341 mm 2 .
【0030】[0030]
【表1】 [Table 1]
【0031】次に、上記の試料番号1〜3の各アルミニ
ウム合金からなる押出材の熱処理後の材料特性(引張強
さσb、耐力σ0.2)およびそれらの関係(σ0.2/σb)
について測定し、表2に示した。この材料特性は、押出
材の断面形状にはあまり影響されないので、アルミニウ
ム合金の種類に関してのみ比較した。このとき、比較用
の時効処理として、押出温度450℃、押出直後強制空
冷という条件でプレス焼入れした後に、110℃×6時
間および150℃×8時間で二段時効するいわゆるT5
処理が施された各押出材をA1〜A3と表し、本発明の
亜時効処理として、同じくプレス焼入れ後、80℃で8
0時間の人工時効が施された各押出材をB1〜B3と表
し、同じくプレス焼入れ後、80℃で40時間の人工時
効が施された各押出材をC1〜C3と表した。こうした
熱処理の結果、A1〜A3およびσ0.2/σbが0.84
となるのB3が比較材となり、B1、B2およびC1〜
C3が本発明の実施材となる。Next, the material properties (tensile strength σ b , proof stress σ 0.2 ) of the extruded material made of each of the aluminum alloys of sample numbers 1 to 3 after heat treatment and their relationship (σ 0.2 / σ b )
Was measured and shown in Table 2. Since this material property is not significantly affected by the cross-sectional shape of the extruded material, only the type of aluminum alloy was compared. At this time, as an aging treatment for comparison, a so-called T5 which is subjected to press quenching under conditions of an extrusion temperature of 450 ° C. and forced air cooling immediately after the extrusion, followed by two-stage aging at 110 ° C. × 6 hours and 150 ° C. × 8 hours.
Each of the extruded materials subjected to the treatment is represented by A1 to A3.
The extruded materials subjected to the artificial aging for 0 hour were designated as B1 to B3, and the extruded materials subjected to the artificial aging at 80 ° C. for 40 hours after press hardening were designated as C1 to C3. As a result of such heat treatment, A1 to A3 and σ 0.2 / σ b are 0.84
B3 becomes a comparative material, and B1, B2 and C1
C3 is an embodiment of the present invention.
【0032】[0032]
【表2】 [Table 2]
【0033】次に、各熱処理を施した押出材を用いて三
点曲げ試験を行い、各変位量における変形状態を観察す
ると共に、エネルギー吸収量を算出した。三点曲げ試験
は、押出材を、700mmの支点間距離をもった支持台
上に載せ、その支点間の中央の押出材上に、半径15
2.4mmの圧子を負荷して行った。Next, a three-point bending test was performed using the extruded material subjected to each heat treatment, the deformation state at each displacement amount was observed, and the energy absorption amount was calculated. In the three-point bending test, the extruded material was placed on a support having a distance between fulcrums of 700 mm, and a radius of 15 mm was placed on the central extruded material between the fulcrums.
The test was performed with a 2.4 mm indenter applied.
【0034】変形状態の観察は、三点曲げ試験におい
て、圧子を50〜200mmの範囲で50mm毎に変位
させたとき、押出材が圧子の表面に沿って滑らかに曲げ
られた時は「○」とし、押出材が圧子の表面に沿わず
に、くの字に折れ曲がった時または割れが生じた時は
「×」として評価した。In the three-point bending test, when the indenter was displaced every 50 mm in the range of 50 to 200 mm and the extruded material was smoothly bent along the surface of the indenter in the three-point bending test, "O" was given. When the extruded material was not bent along the surface of the indenter but bent in a V-shape or cracked, it was evaluated as “x”.
【0035】エネルギー吸収量は、上述の三点曲げ試験
の際に荷重−変位曲線を測定し、得られた曲線を0〜1
50mmまでの変位量で積分した値から算出した。図3
には、座屈しない押出材と、座屈した押出材の場合を比
較した荷重−変位曲線の一例を示した。従って、積分値
の大きいほど、エネルギー吸収量が大きくなり、衝撃吸
収部材としては好ましい特性を示すことになるが、その
判断基準として、比較材(A1〜A3)の±20%以内
を許容範囲として評価した。The amount of energy absorption was determined by measuring the load-displacement curve at the time of the above-mentioned three-point bending test.
It was calculated from the value integrated with the displacement amount up to 50 mm. FIG.
Shows an example of a load-displacement curve comparing an extruded material that does not buckle with an extruded material that has buckled. Therefore, the larger the integrated value is, the larger the energy absorption amount is, which shows preferable characteristics as a shock absorbing member. evaluated.
【0036】(試験結果1)表3は、図2(b)に示す
断面形状を有する押出材を用いた場合の変形状態および
エネルギー吸収量の結果を示している。なお、試験試料
は、例えば、B1の押出材でII形の断面を有するものを
「B1−II」として表示した。(Test Result 1) Table 3 shows the results of the deformation state and the amount of energy absorption when the extruded material having the cross-sectional shape shown in FIG. 2B is used. As the test sample, for example, a B1 extruded material having a II-shaped cross section was indicated as “B1-II”.
【0037】[0037]
【表3】 [Table 3]
【0038】表3の結果から明らかなように、比較材で
あるA1−II〜A3−IIおよびB3−IIに対して、本発
明の実施材であるB1−II、B2−IIおよびC1−II〜
C3−IIは、200mmの変位量においても変形状態が
良好で、耐座屈性に優れていた。また、本発明の実施材
は、許容範囲内のエネルギー吸収量を有すると共に、C
3−IIのように引張強さσbが大きいほど大きなエネル
ギー吸収量を示した。As is clear from the results in Table 3, the comparative materials A1-II to A3-II and B3-II were compared with the B1-II, B2-II and C1-II materials used in the present invention. ~
C3-II had a good deformation state even at a displacement of 200 mm, and was excellent in buckling resistance. Further, the embodiment material of the present invention has an energy absorption amount within an allowable range and has a C
Tensile strength sigma b as 3-II showed more significant energy absorption amount increases.
【0039】(試験結果2)表4は、図2(c)に示す
断面形状を有する押出材を用いた場合の変形状態および
エネルギー吸収量の結果を示している。なお、試験試料
は、例えば、B1の押出材でIII形の断面を有するもの
を「B1−III」として表示した。(Test Result 2) Table 4 shows the results of the deformation state and the energy absorption when the extruded material having the cross-sectional shape shown in FIG. 2C is used. As the test sample, for example, an extruded material of B1 having a III-shaped cross section was indicated as “B1-III”.
【0040】[0040]
【表4】 [Table 4]
【0041】表4の結果から明らかなように、比較材で
あるA1−III〜A3−IIIおよびB3−IIIに対して、
本発明の実施材であるB1−III、B2−IIIおよびC1
−III〜C3−IIIは、200mmの変位量においても変
形状態が良好で、耐座屈性に優れていた。また、本発明
の実施材は、許容範囲内のエネルギー吸収量を有すると
共に、C3−IIIのように引張強さσbが大きいほど大き
なエネルギー吸収量を示した。As is clear from the results in Table 4, the comparative materials A1-III to A3-III and B3-III
B1-III, B2-III and C1 which are the working materials of the present invention
-III to C3-III exhibited good deformation even at a displacement of 200 mm, and were excellent in buckling resistance. In addition, the embodiment material of the present invention had an energy absorption amount within an allowable range, and showed a larger energy absorption amount as the tensile strength σ b was larger as in C3-III.
【0042】なお、A3−IIIとC3−IIIの荷重−変位
曲線を図4に比較して示したように、C3−IIIは、耐
力σ0.2がA3−IIIよりも小さいので、曲げに対する降
伏荷重がA3−IIIよりも小さい。しかし、C3−III
は、変位量が大きくなっても座屈しないので、荷重−変
位量曲線の積分値からなるエネルギー吸収量が大きくな
り、優れた衝撃吸収性を示している。As shown by comparing the load-displacement curves of A3-III and C3-III in FIG. 4, since the yield strength σ 0.2 of C3-III is smaller than that of A3-III, the yield load against bending is small. Is smaller than A3-III. However, C3-III
Does not buckle even when the displacement amount increases, so that the energy absorption amount, which is the integrated value of the load-displacement amount curve, increases, indicating excellent shock absorption.
【0043】(試験結果3)表5は、図2(a)に示す
断面形状を有する押出材を用いた場合の変形状態および
エネルギー吸収量の結果を示している。なお、試験試料
は、例えば、C2の押出材で○形の断面を有するものを
「C2−○」として表示した。(Test Result 3) Table 5 shows the results of the deformation state and energy absorption when the extruded material having the cross-sectional shape shown in FIG. 2A was used. As the test sample, for example, a C2 extruded material having a 断面 -shaped cross section was indicated as “C2- ○”.
【0044】[0044]
【表5】 [Table 5]
【0045】表5の結果から明らかなように、図2
(a)に示す○形断面からなる比較材は、何れも変形状
態およびエネルギー吸収量に乏しかった。As is clear from the results in Table 5, FIG.
Each of the comparative materials having the o-shaped cross section shown in (a) had a poor deformation state and poor energy absorption.
【0046】[0046]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の衝撃吸
収部材によれば、衝撃時に加わるエネルギー吸収量をあ
まり低下させることなく耐座屈性を向上させることがで
きるので、部材の割れや破壊のない安全性に優れた衝撃
吸収部材とすることができる。As described above, according to the shock absorbing member of the first aspect, the buckling resistance can be improved without significantly reducing the amount of energy absorbed at the time of the impact, so that the member can be cracked or broken. An impact absorbing member excellent in safety without breakage can be obtained.
【0047】請求項2の衝撃吸収部材によれば、耐座屈
性を有しつつ、さらに大きな衝撃エネルギーに対しても
十分なエネルギー吸収量を確保することができる。According to the shock absorbing member of the second aspect, it is possible to secure sufficient energy absorption even with a larger impact energy while having buckling resistance.
【0048】請求項3の衝撃吸収部材によれば、押出材
の押出方向に直交する方向からの衝撃に対して、座屈や
破壊の起こらない衝撃吸収部材として使用できる。According to the shock absorbing member of the third aspect, it can be used as a shock absorbing member that does not buckle or break when subjected to an impact from a direction orthogonal to the extrusion direction of the extruded material.
【0049】請求項4の衝撃吸収部材によれば、自動車
用として用いることによって、搭乗者の安全上極めて好
ましく、部材の軽量化を達成することができる。According to the shock absorbing member of the fourth aspect, by using it for an automobile, it is extremely preferable for the safety of the occupant, and the member can be reduced in weight.
【図1】中空部を一以上有する矩形断面の一例を示す斜
視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an example of a rectangular cross section having one or more hollow portions.
【図2】中空円筒断面および中空部を有する矩形断面か
らなる押出材の断面形状の一例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a cross-sectional shape of an extruded material having a hollow cylindrical cross section and a rectangular cross section having a hollow portion.
【図3】座屈しない押出材と座屈した押出材を比較した
荷重−変位曲線の一例を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an example of a load-displacement curve comparing a non-buckled extruded material with a buckled extruded material.
【図4】A3−IIIとC3−IIIの荷重−変位曲線を示す
グラフである。FIG. 4 is a graph showing load-displacement curves of A3-III and C3-III.
1 押出材 1 Extruded material
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C22F 1/00 630 C22F 1/00 630B 684 684 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) C22F 1/00 630 C22F 1/00 630B 684 684
Claims (4)
吸収部材であって、 前記押出材は、プレス焼入れまたは溶体化焼入れ後に、
最高強度に至る手前の状態に時効処理されてなるもので
あり、引張強さσbと耐力σ0.2との関係が0.6σb≦
σ0.2≦0.8σbであることを特徴とする衝撃吸収体。1. A shock absorbing member using an extruded material of an aluminum alloy, wherein the extruded material is press-hardened or solution-hardened.
Aging treatment is performed before reaching the maximum strength, and the relationship between the tensile strength σ b and the proof stress σ 0.2 is 0.6 σ b ≦
A shock absorber characterized by σ 0.2 ≦ 0.8σ b .
強さσbを有するAl−Zn−Mg系合金押出材である
ことを特徴とする請求項1に記載の衝撃吸部材。2. The shock absorbing member according to claim 1, wherein the extruded material is an Al—Zn—Mg based alloy extruded material having a tensile strength σ b of 400 MPa or more.
らの衝撃に対して用いられることを特徴とする請求項1
または請求項2に記載の衝撃吸収部材。3. The method according to claim 1, wherein the extruded material is used for impact from a direction orthogonal to a direction in which the extruded material is extruded.
Or the shock absorbing member according to claim 2.
を特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の衝
撃吸収部材。4. The impact absorbing member according to claim 1, wherein the impact absorbing member is used for an automobile impact absorbing member.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1999
- 1999-07-13 JP JP19860699A patent/JP2001026834A/en active Pending
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